全极耳动力电池激光加工关键技术与智能化生产线开发

全极耳动力电池激光焊接与全极耳电芯组装智能化生产线设计方案新颖合理，具有智能化 程度高与运行效率高，原料适应性强、换型快、可持续升级、产品质量稳定等特点，实现了焊接 质量实时检测与智能反馈管理，满足了全极耳动力电池规模化生产要求。主要技术创新点如下： ①攻克了全极耳动力电池自适应精密激光焊接技术，开发了专用高功率脉冲激光器、折射式双非 球面高斯光束整形、自适应激光焊接模型与算法技术等，实现了铝和铜等高反材料厚薄搭接精密 焊接，解决了电池隔膜焊接灼伤难题，为全极耳动力电池规模化生产与应用提供了核心技术支撑。 ②基于金属箔材特性与动态控制整形的速度、深度与压力的加工工艺要求，开发了微米级金属箔 材数控整形和封闭式自动收尘系统技术，满足了全极耳动力电池电极的整形要求。③开发了基于 直线式伺服传送结构的分布式精密传送控制系统，保证了电池生产线的高速、稳定、柔性与高精 度运行。 该技术是具有完全自主知识产权的创新性成果，对于提升激光精密焊接与全极耳电池的制造 技术水平具有重要意义。经湖北省机械工程学会组织鉴定，整体技术处于国际先进水平。

武汉逸飞激光股份有限公司

掘支运一体化快速掘进关键技术与装备

针对掘进工作面掘支平行作业、安全高效装备、粉尘防治三大难题，开发了煤矿掘支运一体 化快速掘进技术与装备。①开发了掘支运一体化平行作业新工艺，打造空间多维作业线，安全效 率双提升，平行作业时间由不足 25% 增至 50%~70%，实现了煤巷掘进由掘支运交替间断作业向掘 进全工序一体化平行作业的技术跨越。②研制成功世界首套掘支运一体化快速掘进成套装备，攻 克掘支平行、全宽截割、锚索连续钻孔、柔性运输等技术，研制出交流变频电牵引掘锚一体机、 锚索机器人、锚杆转载机、跨骑式锚杆机和柔性连续运输系统等核心装备，实现了煤巷掘进由半 机械化向完全机械化和自动化的技术跨越。③开发了掘进工作面粉尘成套防治技术。提出了固液 气三幕组合控尘方法，研制出矿用湿式除尘器和全自动紧凑型袋式除尘器，总尘除尘率达 97% 和 99.7%，显著净化工作面环境。 项目成果应用于煤矿井下巷道掘进工程，在国家能源、中煤能源、陕煤化、山东能源等大型 煤炭集团推广应用 40 多套，有效保障了我国煤炭资源稳定供应，掘进速度提高 2 ～ 3 倍，作业人 员减少 60％，创造了月进尺 3088m 的世界纪录，有效缓解了采掘失衡。

中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

高效节能磁悬浮真空泵关键技术

针对造纸行业高耗能、高污染的痛点，山东天瑞重工有限公司研发了一款高效节能磁悬浮真 空泵，采用磁悬浮轴承技术、高速永磁电机技术、高速变频技术、三元流技术、真空脱水技术、 新型汽水分离等技术，节电率 50% 以上，噪音降至 80 分贝以下，并且不需要消耗自来水，排放的 高品位热气还可以进行回收综合利用，解决了传统真空泵能耗高、可靠性差、噪声污染和浪费水 等问题，属于革命性的技术。 本技术成果已获授权国家知识产权 49 项，其中发明专利 13 项，形成自主知识产权。经院士 专家组鉴定，整体技术达到国际领先水平。本技术已列入国家发改委、科技部等四部委联合出台 的《绿色技术推广目录（2020 年）》，获评科技部组织的中国颠覆性技术创新大赛优秀项目奖。本 技术成果已在造纸行业实现产业化应用，还可应用于制药、化工、真空镀膜、食品包装等领域， 是引领行业向高效化、绿色化、智能化方向发展的迭代升级产品，对实现“碳达峰碳中和”战略 目标具有重要意义。

山东天瑞重工有限公司

分时空电离质谱技术及其生命分析应用

传统质谱分析方法由于需要繁杂的样品预处理，具有明显的局限性，不能满足快速质谱分 析的需要。那么，能否直接质谱分析复杂样品而不需要样品预处理呢？我们团队在技术策略层面 进行创新，以在线的“能荷分时空多步传递”代替了离线的繁杂样品预处理；并建立了分时空电 离质谱技术体系及仪器装置，从而解决了这个科学问题。分时空电离质谱技术通过能量按照时间 顺序在不同空间传递，使目标物电离，最终实现生命样品中目标物的质谱分析。与经典质谱技术 “能荷只能“同时空一步传递”不同，“分时空电离质谱技术”的能荷传递包含能荷载体制备和能荷 转移从载体向目标分子转移两个或两个以上关键过程，通过选择时空条件、能荷载体的理化参数、 能量大小及耦合方式等进行调节，提高整个能荷制备与能荷传递过程的可控性，避免了样品中大 量基体物质的严重干扰，从而实现了复杂生命样品中目标分子的选择性与高效电离，解决了生命 分析中难以全面、准确、快速地获取分子层次信息的技术瓶颈，在国际上独创了呼气血糖仪、术 中癌变组织快速界定仪、痕量毒物速查仪等新兴仪器，在呼出气体、体液、组织样品和药食等典 型样品分析方面取得了良好的应用效果，核心技术达到了世界领先水平。

江西正谱奕和科技有限公司

高性能压力计量装备与量传关键技术

压力计量是保障我国航空航天、深渊探测、能源化工等国计民生领域重大装备和工程系统安 全运行的基础。活塞式压力计量仪是世界各国应用最广泛，目前唯一能在宽量程范围内直接溯源 至 SI 基本单位的压力计量核心装备。具备优良计量特性和高效自动化性能的高性能活塞式压力计 量仪是计量领域的“国之重器”。本项目通过“产学研用”联合攻关，成功研制完全自主知识产权 的高性能活塞式压力计量仪器，在仪器结构、部件制造、控制技术、量值传递等核心技术方面实 现独特创新，量程范围覆盖国家规程全量程、准确度达到或优于国家规程最高等级 0.005 级、工作 效率优于国外产品。中国机械工业联合会对项目组织的鉴定认为：“整体技术达到国际先进水平， 加减码效率等指标达到国际领先水平”。项目取得授权发明专利 14 项、实用新型专利 15 项、软件 著作权 2 项。

大连工业大学

基于人工智能技术的织物图像整花整纬技术产业化应用及推广

目标产品为国际首创智能图像整花整纬成套装备，发明了纺织品全幅高速扫描智能整花整纬 全新方法，解决了纺织行业纺织品花型图案变形无法自动矫正的世界难题；攻克了对多种花形及 复杂纹理纺织品的自动识别技术，突破了多种花形及复杂纹理纺织品自动矫正的关键技术，本项 目系国际首创，开辟了纺织行业智能制造的新品类。 本项目通过对纺织品全幅高速扫描，构建多种花形图案、复杂纹理的核心算法，通过伺服驱 动弯辊、斜辊状态实现对纺织品花型变形及纬弯纬斜的自动矫正。目标产品主要面向提花、色织、 印花、绣花等具有图案花型特征纺织品的自动检测和花型整形；解决了斜纹、磨毛、雪纺等纺织 品的整纬难题。极大提高了花型变形自动矫正水平和整纬精度，一次成功率提高 20% 以上，从源 头上实现了节能减排，为纺织行业绿色制造提供了有力支撑。该项目经中纺联鉴定为国际领先水 平，并荣获 2017 年度“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术进步奖一等奖。项目具有自主知 识产权，已授权发明专利 6 项、实用新型专利 16 项、软件著作权 2 项。

常州市宏大电气有限公司

高海况下海上重大件吊装减摇补偿技术研发与应用

针对海上重大件吊装技术与装备，团队成功研发了高海况下海上重大件吊装减摇补偿技术及 其相关装备，解决了高海况下重大件吊装定位控制的科学技术难题，克服了传统的吊装作业过程 中须在低海况下作业、作业窗口期短；高效专用作业装备缺乏导致作业效能和安全性低等缺点。 团队在国家多项课题的支持下，历经 10 年的研究，从理论上突破了海上重大件吊装系统刚柔耦合 动力学建模技术瓶颈，并阐明了空间球摆作用力的平衡控制机理；从技术上突破了空间大跨度柔 性绳索张力和位置的实时检测与主被动柔顺控制；从工程上实现了快速拆装、模块化结构设计制 造，完成工程化应用。创造性地开发了智能柔顺减摇技术、减摇补偿系统驱动功率最小化寻优技 术、信号的实时监测及远程控制技术等多项关键技术，形成了国际领先的完全自主知识产权的海 上重大件吊装减摇补偿技术，促进了我国海洋工程核心装备技术的国产化发展。

大连海事大学起重机减摇技术研发团队

基于光纤微机电芯片传感技术的风机叶片和塔筒运行状态监测与故障诊断系统

公司首创研发的宽频智能 MEMS 光纤传感器采用 MEMS 微米 / 纳米制造技术将物理性能优异的 单晶硅晶圆批量加工生产制造传感器光学敏感芯片，宽频智能 MEMS 光纤传感器属于无源传感器， 不需要供电，且传感器的信号采用光纤传输，不受雷击及电磁波干扰的影响，系统可靠性高，寿 命长。 宽频智能 MEMS 光纤传感器的信号处理单元基于存算一体信息处理技术，采用新存储架构下的 内、外存融合技术，实现数据的时序、频谱预处理，完成机器学习算法训练分析，实现异常检测 算法的硬件实现与加速，从而使传感器具备了“感知”“认知”的智能化特性。 风电行业，风力发电机动力来源的叶片和支撑风力发电机全部载荷的塔筒一直缺少有效的监 测，主要有两个难题：①电传感器的供电保障难度大，电源可靠性差。②输电导线无法规避雷击 及电磁波干扰，导致系统可靠性差，寿命短。 拜安科技开发的光纤微机电芯片传感技术的风机叶片和塔筒运行状态监测与故障诊断系统有 效解决了叶片与塔筒的传感器长期监测问题，能够实时监测叶片和塔筒的健康状态。

上海拜安传感技术有限公司

基于视觉引导的口腔种植手术机器人技术

基于视觉引导的口腔种植手术机器人技术是将先进的双目视觉立体定位技术、手术机械臂应 用到口腔种植领域中，使得口腔种植手术在高精度、自动化、微创等方面得到了明显提升。包括 以下重点技术： 1. 基于高清红外光双目视觉的导航仪，通过识别手术器械和参考定位装置上特殊设计标定位 手术器械、患者的空间位置。 2. 机械臂控制及运动规划技术与手术导航结合后，根据事先制定的种植路径进行精确运动控 制。结合力反馈技术可以感知术中患者骨密度的变化，从而自动调整钻针的速度和力度。利用机 械臂，种植的精度可以稳定地控制在 0.3mm、角度 1 度范围内。 3. 医学图像、图形算法方面，基于人工智能的 CBCT 影像分析，包括牙齿实例分割、神经管 分割、颌骨分割等；各种自动化影像分析算法包括配准装置自动识别算法、自动牙弓线生成算法、 CT 与 STL 数据自动配准算法等；开发出自动推荐种植体方案，能一键推荐种植体合理位置。

苏州迪凯尔医疗科技有限公司

复杂油气井泡沫水泥浆固井装备与技术

针对泡沫水泥浆固井装备与技术中存在的“卡脖子”技术难题，立足自主创新，突破了泡沫 水泥浆固井自动化装备制造与工艺技术瓶颈，实现了规模化应用，技术创新：①发明了气液固三 相泡沫发生器及高压混配系统，解决了高压、高速条件下泡沫水泥浆均匀混合的关键技术难题。 ②研制了翅片 - 高压盘管式高效率液氮蒸发器和快速增压汽化系统，突破了低温、低压液氮快速 转化为常温、高压氮气的关键技术难题。③开发了泡沫水泥浆固井实时监控系统，解决了泡沫密 度精准控制的关键难题。④发明了世界首台集高压氮气制备、高效混合、自动化控制等一体化泡 沫水泥浆固井装备。⑤创新形成了复杂油气井泡沫水泥浆体系、设计软件与固井技术，解决了固 井漏失、环空气窜和水泥环密封失效等重大技术难题。 授权发明专利 26 项，技术许可石化机械公司商业化生产，荣获省部级技术发明一等奖和专利 金奖，经院士专家鉴定，整体达到国际领先水平。

中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院

双旋轴激光扫描仪

以精密仪器结构控制技术、同步定位与建图技术为基础，研发出核心器件全国产化、大范围 扫描、动态扫描、超广角扫描、开发配套软件和多载具适应性的国内首款双旋轴激光扫描仪，并 提供与之配套的技术服务，根据客户的不同需求定制个性化的设备，以适应现代三维激光扫描仪 的应用需求。 首次提出了偏心轴精密仪器结构设计，基于动态稳定控制技术，将有效视界从国外同心轴产 品的 60% 大幅提高到了 95%，节省了用户 50% 的时间。采用首创的联合姿态估计技术，帧间重建速 度提高了 12 倍，是目前唯一能够进行实时重建的双旋轴扫描仪，解决了战场实时探测、地图实时 匹配等技术瓶颈。开发了双旋轴扫描校正技术，结合学术界最前沿的闭环检测与姿态图优化算法， 公里级尺度下平面误差小于 7cm，高程误差小于 5cm，精度指标达到国际水准。

北京格镭信息科技有限公司、北京工业大学

高端离子源及离子束微纳加工装备的研制及产业化技术

离子源及离子束装备相关技术的开发有较高的技术壁垒和行业壁垒，涉及物理学、光学工程、 控制工程、软件工程、机械工程、信息工程、电气工程、自动化等多个学科和行业领域，完整的 团队组合非常困难。博顿光电拥有独立完成离子源核心部件和离子束装备的开发、设计、生产、 销售等工作能力，在离子源、离子束装备、光学器件及工艺、物联网、智能控制等技术方面有较 强的技术储备和人才储备，已形成素质优良、结构合理、专业齐备、效能显著的研究开发团队。 1. 采用射频驱动方式的离子源技术：实现中空阴极中和器和射频中和器等高端中和器的开发，使 用周期从传统的 10 小时提升到 1000 小时以上；具有高能量、无污染、工作环境不受限等特点。 2. 能量与束流可调可控的高能离子源：实现离子束流与能量可独立灵活控制的离子源装置， 实现离子束加工系统的高均匀性。 3. 基于宽光谱的实时成膜工艺监控技术：通过实时光谱来测量和调整器件的光谱指标，控制 精度从传统的 2%~5% 降至 0.1%~0.3%，解决传统光学器件精度差和工艺不易控制的难题。 4. 器件工艺 + 装备一体化 / 全流程工艺开发设计理念：以光学器件的产业化为切入点，实现高端 光学器件的一体化制备，使用全国产化的设备和工艺实现国外同类设备上可达成的工艺指标水准。 5. 引入物联网技术、智能控制和机器学习等技术：通过引入物联网技术、智能控制和机器学 习等技术实现设备的智能化、远程化和自动化等功能，开发软硬件全国产化的离子束薄膜沉积装 备，储存、识别、优化镀膜工艺流程，对光学器件的生产过程进行检测、分析、反馈、标记等， 实现对产品的自动分类，提高生产效率。

中山市博顿光电科技有限公司

“双碳”背景下的系列能量路由器装置

能量路由器是能源互联网的核心能量转换装置，具备双端口 / 多端口能量转换功能。能够实现 对分布式能源、储能设备及现有能源网络的智能管理和控制，实现可再生能源的高比例消纳，是 能源行业达成“碳达峰、碳中和”的核心能源装置。本技术团队针对能量路由器关键技术开展科 研攻关，研发了具有完全自主知识产权的四型系列能量路由器装置，即 I 型（并网型能量路由器）、 II 型（孤岛型能量路由器）、III 型（多能型能量路由器）和 IV 型（信息型能量路由器）。四型系 列能量路由器首次实现了北斗 -GPS 双模授时精准的功角同步控制。构建了 ARM+DSP+FPGA 的三核 分时同步结构，实现了多区域信息高速同步采样。设计了信息 - 能量复合调制策略，实现无须专 用通信线路的能量路由器间的边缘通信。设计了单 - 三转换采用辅助谐振和交 - 直转换双向通道 复用电路，实现了功率器件的近零损耗和能量通道带宽倍增。设计了反激式磁耦合隔离反馈电路， 实现了大温差、强辐射等恶劣环境下装置可靠性运行。

东北大学能源互联网技术团队

大型无人运输机系统

FH-98 大型无人运输机系统是为满足我国无人支线航空货运的需求，完善现代物流体系建设而 开发的重大产业化项目，是国家民航局 5 个适航试点项目之一。研发团队在国内保有量最大的运五 B 运输机的基础上，利用航天系统工程理念，采用无人化改造、智能化升级、自主性提升等技术手 段对无人机进行了系统设计，经过集智攻关，突破了飞行器自动驾驶、多数据源组合导航、可变 构型飞行器控制、自适应重心控制、容错控制及智能决策等一系列核心关键技术，达到了国内领 先、国际一流水平。 FH-98 大型无人运输机系统具有起降距离短、载重量大、货舱容量大、运投距离远、空投精度 高、可靠性高、性价比优、环境适应性强、国产化程度高等一系列优点，申报多项国家发明专利 及软件著作权。 FH-98 大型无人运输机系统可在土地、草地完成起降，在货运物流、空投空降、农林植保、航 空物探、应急救灾、海上搜救等领域具有广阔的应用前景。

航天时代飞鹏有限公司

微创手术机器人关键技术及应用

立足于国内医疗机器人研究的基础和现状，通过多学科交叉，从手术操作规范化、人机交互 智能化、手术信息集成化及系统应用通用性角度出发，在系统体系结构建模与分析、机器人机构 优化设计、基于 3D 立体视觉和力觉反馈的遥操作技术、计算机虚拟手术仿真技术、系统集成及接 口技术等关键技术方面取得突破，研制具有我国自主知识产权的腹腔微创手术机器人系统。 苏州康多研制的多臂腹腔手术机器人，由医生控制台、手术机械臂（含器械）组成，手术机 械臂末端分别配备 3D、高清腔镜系统及灵巧精密的微创手术器械，可在微小创伤切口前提下，在 医生主 - 从操作控制下辅助医生完成外科手术，具有微创、精细、灵活、滤抖等显著优势。本产 品通过了国家创新医疗器械特别审查，荣获工信部“新一代人工智能产业创新重点任务揭榜”项 目优胜单位，被列入苏州市生物医药及健康产业创新名优产品目录。 苏州康多研制的主从一体式手术机器人区别于开放、普通腔镜和多臂腔镜机器人的又一形态， 能够实时复现操作者手部动作的新型智能手术机器人，可在狭小手术空间内实现多自由度运动。 既保留了手术机器人操作灵活的特点，又大大降低了成本，简单实用，易于操作，以低成本理念 覆盖高难缝合等多个外科操作，解决当前普通腹腔镜操作难、培训难的问题。该产品于 2021 年获 批国内腹腔镜机器人领域的首个 III 类医疗器械注册证。

苏州大学、苏州康多机器人有限公司

绿色高效温室装备与环境智慧管控技术

绿色高效温室装备与环境智慧管控技术攻克了温室信息感知与环境控制技术、温室绿色高效 技术，创制了温室新装备。发明了温室作物长势与品质信息现场动态感知技术，实现了对作物生 长信息的全面、实时、全过程动态感知；首创了基于植物对话的环境智慧管控方法，突破了基于 作物生长信息温室环境反馈调控的难题；创新了高效节能温室结构、绿色水肥药智能化施用技术， 研发了系列化、成套化的绿色高效温室装备、水肥药精确施用装备，突破了大型温室能耗高、温 度差异大、亚热带地区高温高湿环境调控难、水肥药精准施用难的瓶颈。将研发从种到收自动化 配套装备（包括精量育苗播种、自动移栽、采收与运输自动化装备）与高效节能温室、水肥药和 环境测控装备优化集成，提出智能化温室成套装备整体解决方案；构建了检测 + 网络 + 云服务 + 远程诊断决策的高效温室环境测控服务平台；形成了系列化、成套化、低成本的温室环境智慧管 控核心技术体系，数字化、模块化定制方案。

江苏大学设施农业工程团队

灵犀手

灵犀手是一款穿戴式的人工智能上假肢辅助康复训练设备，核心技术是信号处理算法，解决 了微弱肌电信号的在线检测和特征提取的难题，检测准确率达 97.6%。 通过佩戴在手臂上的肌电传感器，可以收集脑部发给手臂的动作指令，利用生物电信号处理 算法准确解读出手部需要完成的动作，如是要握拳还是伸手指。然后，经过一系列信号处理方法 提升动作信号的纯度，通过设计的高速数据传输接口快速将指令发送出去。结合机械设计及工业 仿生技术，通过机械手来完成脑部发出的动作指令。最后，将机械手上传感器采集的信息以电刺 激的形式反馈给使用者，达到智能双向感知的效果。为达到更友好的用户体验，机械手样机的外 观、重量和结构进行了多轮改善。 同时有针对性地开发了手机 App 和灵犀云系统，用户能够在手机上利用云端大数据进行个性 化训练学习，更加简便易使用。

中国电子科技集团公司第十四研究所

高精度衡器载荷测量仪

高精度衡器载荷测量仪是一种非砝码检定电子汽车衡的计量标准器具，由标准载荷单元 （组）、液压控制系统、多通道高精度仪表、计算机及悬臂梁等附件组成，以高准确度传感器作为 载荷测量标准，采用高精度液压机构，借助反力装置，对电子汽车衡施加稳定的标准载荷。该成 果填补了国际建议 R76-2006（E）《非自动衡器》中辅助检定装置的空白，不但能准确、快速地评 定大型衡器的准确度，还具备体积小、质量轻、运输方便、自动化水平高等优点，适用于各种规 格大型衡器的现场检定。新检定方法具有省时、省力、安全、高效、成本低等优点，解决了目前 采用砝码及替代物检定大型衡器时存在砝码运输困难、工作量大、效率低、安全性差、成本费用 高等一系列难题。 该技术目前已在福建、江苏、北京等多地的计量技术机构、衡器生产企业、交通执法、高速 公路、钢铁企业、港口等领域得到应用，满足了大型衡器计量准确性的需求，保障了贸易结算的 公平性，维护了执法的公正性。

福建省计量科学研究院